VR技術在建筑行業的應用

柳岸

摘要： 本文介紹了虛擬現實（Virtual Reality）的概念和特點，分析了VR技術在建筑行業所起的優勢。對VR技術在建筑行業的應用進行了介紹和分類，認為VR技術在建筑行業的應用可以大大提高建筑行業的生產效率和安全性。

Abstract： This paper introduces the concept and characteristics of Virtual Reality. This paper analyzes the advantages of VR technology in the construction industry， and introduces and classifies the application of VR technology in the construction industry. It believes that the application of VR technology in the construction industry can greatly improve the production efficiency and safety of the construction industry.

關鍵詞： 建筑行業；VR；應用；道橋建設；房屋建設

Key words： construction industry；VR；application；road and bridge construction；housing construction

中圖分類號：F224-39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）08-0231-02

0 引言

在當代社會發展中，VR技術已不僅僅局限于計算機圖像領域，建筑、醫學、教育等行業也逐漸開始重視這一新技術。虛擬現實技術（Virtual Reality，以下簡稱VR），可以使用戶具有身臨其境的沉浸感并且在現有條件下看到虛擬生成的圖像。對建筑行業而言，VR的應用會為建筑行業從業者帶來便利，同時也會為將使用建筑產品的人群提供更加直觀的體驗感受。這種優勢使VR技術在建筑行業內具有很大的發展潛力。

1 VR的技術概念

VR是一種虛擬現實的仿真系統，具有交互性、沉浸性和想象性，是多種技術的綜合。沉浸性是VR最主要的技術特征，它是指使用者在純自然的條件下，使用外界的交互設備，通過自身的感受系統，對虛擬出來的環境的投入程度[1]。目前，使用者戴上虛擬現實頭套就可以感受到虛擬場景，并且能夠在虛擬場景中操作物體、得到反饋。在虛擬場景中，使用者可以有聽覺感知、觸覺感知、運動感知等。虛擬環境中的物體可以通過人工操作，使其能夠與現實生活中的物理運動相同。

2 VR技術在道路橋梁建設的優勢

2.1 設計方面

在道路橋梁的設計和建設過程中，需要處理大量三維模型，目前幾乎所有的工程師都是利用電腦軟件進行設計研究，現場的施工人員也是通過圖紙，與設計者交流來布置施工。耗時長，過程復雜，在國家高速發展建設的今天，在智能化設計不斷涌現的時代，VR技術的出現可以彌補這一缺陷。設計工程師可以以VR技術作為基礎，配合其他計算模擬軟件共同使用，使設計工程師設計道路橋梁時可以更直觀的運用測量參數，減少工程師實地勘察的次數和時間。同時，可以設定VR虛擬出地質情況，巖土條件，天氣情況等為設計者實現設計想法提供多種模擬條件及多次應對不同情況的實踐機會，相對于目前在工程中的實驗更為真實、快捷和安全。這也為不同研究方向但共同致力于道橋建設的從業者們提供集思廣集的空間，加強了各方面的交流探討。

設計師通常使用CAD系統，如AutoCAD、Microstation等，這類系統在數據處理方面非常擅長，并且雖然目前的軟件已經在向繪圖與計算一體化方向發展，但是操作過于繁雜，不能較好的融合施工圖與數據。將VR技術與CAD系統融合，就可以改善這些問題，設計師可以在虛擬的操作系統搭建道路橋梁等，研究荷載對建筑物的影響，根據反饋的結果修改數據，直至達到滿意的方案。

2.2 施工方面

施工階段，施工場地不斷變化，各種各樣的未知問題的出現在所難免，虛擬技術在人工的操控下可以在進行下一步施工時，預演可能會面臨的困難，在一定程度上增強了施工的安全性，為施工提供了質量保證。施工圖中的細節如下水管道，綠化等通常不能完整準確的應用于施工中，在VR系統中，施工人員可以通過局部放大來達到細節準確處理的目的。在施工匯報時，VR技術的合理使用為檢查單位，建設單位提供了更加直觀的感受，也可以通過虛擬技術，對存疑的地方進行模擬重現，使管理更加完善。

2.3 安全培訓方面

在技術人員進入施工現場時會進行作業培訓，一般的作業培訓是先進行書面上或視頻上的學習，然后由有經驗的操作人員帶領著進行實際操作，具有一定的危險性。利用VR的技術，操作人員可以安全的在模擬的施工環境內了解操作流程，而且可以在這樣的環境中多次熟悉技能，在實際操作前熟練的掌握技術，施工的安全性得到了提高。中建三局在武漢地鐵21號線中就應用了這種技術，設置綜合體驗區：安全帽撞擊體驗、觸電體驗等等，讓一線工人體驗“事故”，切身體驗到各種不安全操作帶來的危害從而注意在實際施工中時的安全問題。

3 VR技術在房屋建設的主要優勢

3.1 房屋使用性能方面

相對于VR在道路橋梁方面的計算性和數據性，對房屋建筑來說VR更多的體現在對房屋的穩固性的模擬和在合理安排布局、防災減震等方面的應用。VR技術可以模擬在地震、泥石流等自然災害發生時，房屋的安全性能是否達到設計要求，這也為建設者們提供了一個良好的環境去研究特殊地帶的房屋設計建造。VR相對于現如今的看房模式還有一個巨大的優勢就是聲音和光效，通過設定不同的周遭環境的聲音效果以及光線亮暗來判斷一個房屋的隔音是否良好，光線是否充足，是不是適宜居住，提高了人們判斷房屋的準確度。而大型商場、游樂園、辦公樓等人群密集的場所可以利用VR技術，模擬在火災，停電等意外發生時，人群流向及相關措施是否符合預期要求，達到設計標準，應對方案是否能發揮作用，保證了使用者的安全。

3.2 房屋銷售方面

現如今的大部分樓盤是通過沙盤以及房屋模型來給顧客展示地理位置，房屋朝向，具體戶型要單獨介紹和帶領顧客去相應的樣板房參觀，而VR技術可以使這個過程變得真實簡便。模擬出樣板房可以讓客戶仿佛置身其中，迅速了解房屋性能，對客戶來說免去了腳力之苦。并且這種高效的體驗模式大大縮短了銷售時間，對于房屋的快速銷售，回流資金起到很大的作用[2]。

3.3 室內設計方面

近年來，家裝行業的競爭愈演愈烈，家裝市場在朝著系統化、信息化方面發展[3]。VRoom Service是萬豪最近虛擬現實項目，客人佩戴VR設備，就可以享受“在客房內環游全球”，在房間內可以看到盧旺達、安第斯山脈還有北京的景致。而對于家裝設計人員來說，VR是一個很好的符合社會需求的展示方式，裝修方案不僅僅局限于平面照片的效果，模擬出的裝修效果可以讓客戶有更直觀的感受，對客戶選擇合適的裝修方案，家具的采買擺放都會起到很大作用。墻面，地板，壁柜等都可以讓客戶進行挑選并應用于虛擬家裝空間中，裝飾效果更具個性更加貼合客戶要求，減少了設計師的勞動時間，滿足了客戶的需求。酒店應用這樣的技術來為客戶帶來不一樣的體驗也會成為一大賣點，擴大影響力。

并且現在的家裝設計行業缺乏共享的資源數據庫，設計師可以利用VR技術來將裝修所用的材料資源、設計方案等實現共享，達到設計多樣性的目的，提高工作效率。在對家具、裝飾物品采買方面，VR技術也可以起到舉足輕重的作用，通過對虛擬平臺上家具的選擇，在室內的使用性能和擺放效果決定是否購買，避免了買到不合意家具而需要更換的苦惱。

4 VR技術在園林建筑的優勢

園林建筑是建筑學的一個分支，所用的鋼筋、水泥、砂石和木料等材料與建筑項目基本相同，不同的是園林建筑是風景園林中最主要的人工元素，如亭臺樓閣，連廊拱橋等。園林建筑一般位于風景區，而園林風景區的宣傳可以因VR技術增添色彩。目前。一些大型園林的宣傳和場館的展示毫無體驗感和參與互動性，缺少吸引力，達不到宣傳和參觀的最佳效果[4]。但VR技術可以將園林的風景和建筑模擬出來，作為宣傳亮點，吸引游客，讓游客能夠更真實細膩的了解中國的園林，體驗園林建筑和風景的魅力。

5 結語

虛擬現實技術是科技時代新興的產物，這項技術為建筑行業提供了豐富而實用的方法，為土木工程提供了良好的發展環境，優勢非常明顯。這項技術在道橋建設、房屋建設、園林建設等有廣闊的前景。設計施工的效率和安全性得到了提高，VR在建筑行業的應用將會更加廣泛。

參考文獻：

[1]郭勇陳，等.VR技術在高校經管類實驗教學中的應用研究[J].實驗室科學，2016，19（2）：70-75.

[2]孫德忠，等.新時期房地產管理系統應用與研究[J].信息與電腦：理論版，2016（1）：51-52.

[3]王淑鵬，等.基于BIM的家裝設計發展研究[J].土木建筑工程信息技術，2016，8 （6）：64-67.

[4]劉付東標，等.CAD三維在園林建筑施工中的應用[J].安徽農業科學，2015（6）：208-211.